热风供热连续式生物质热解生产方法及设备技术

一种生物质热解生产设备及方法，该设备包括生物质热风炉和多个热解反应釜，还包括：与生物质热风炉连通的分火道及热风分配室。热解反应釜一般排成两排，分别排列在分火道及热风分配室两侧；每个热解反应釜均包括：加热室和快速切断闸门；在加热室前后分别设置有独立的进风道和排风道，进风道与分火道及热风分配室连通，而排风道则连通到共用的排烟烟道中；快速切断闸门分别设置在每个加热室前后的进风道和排风道。本发明专利技术通过生物质热风炉与多个热解反应器的有序组合运行，实现了热解生产工艺的连续化产气及规模化生产，提高了燃料热利用率，降低了运行和处理费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于生物质能综合利用的装置；尤其是涉及一种可以将 农林剩余物转化为清洁能源及高值商品的热解生产方法及设备。
技术介绍
生物质能作为农村能源的重要组成部分，在中国经济发展中仍将发挥重 要作用，它的合理开发和利用必将有效地弥补能源需求和供给的不足，扩大 农村地区可再生能源的消费比例，降低秸秆、薪柴等传统生物质能源和石油、 煤炭等石化能源的消耗强度，从而对农村生态环境保护也将起到积极的推动 作用。目前，生物质能源化利用所采用的主流技术分为物理转化、化学转化 和生物转化。物理转化主要指将生物质固化成型为棒状或颗粒状燃料，替代煤用于居 民采暖和炊事。这种方式较生物质直燃来说有效提高了热转化效率，但对于 农村居民来说， 一方面原料的加工需要专用设备，且加工成本较高；另外要 采取专用炉具，需要增加新的投资。从而从一定程度上制约该利用方式的推广。生物转化主要指水解制成乙醇、发酵制成沼气、酶法合成生物柴油及光 合制成氢气等，由于涉及生物菌种的培养，且受外界环境影响较大，目前尚 未达到产业化推广和利用的程度。化学转化是生物质能源化利用最为广泛和成熟的热化学处理技术，特别 是生物质热解生产和氧化法制气技术，是较为成熟并得到一定程度推广应用 的两种工艺。工艺特点及存在的问题如下1、氧化制气工艺1) 由于受到工艺方法的局限，多采用空气作为气化剂，所生产的气体中 CO含量超标(一般大于20%)，安全性差；且氮气含量较高，通常在50%左 右，造成燃气热值较低， 一般仅为4500 — 5000MJ/r^(标准状态)；2) 由于生物质原料有一些不利于气化的因素，如生物质原料挥发份含量高、固定碳含量相对较低，使获得的生物质气体中的焦油含量较高，易发生 管网和灶具的堵塞现象；3) 其制气设备成本较低，但由于所产燃气热值低，产气量大，要使处理 效果达到标准的要求，则燃气净化设备及输配管网庞大，工程成本造价较高;4) 可利用的产品仅为燃气，无木炭、木焦油及木醋液等高价值副产品产 生，造成运行成本较高，无法实现自负盈亏及投资回收，而且燃气净化过程 中会产生大量的污水排放等二次污染。2、热解生产工艺如图1所示，为现有技术的热解生产工艺流程图。农林剩余物等废弃材 料通过原料收集和原料储存环节而进行备料，然后经干燥、粉碎和成型等处 理后，进入热解炉等热解工艺设备中，在热解气化机组进行高温加热气化， 产生气体通过净化机组、输配机组等净化过程，最后，气体产品进入储气装 置以备输送给农户或作为其他商业化应用，与此同时，热解工艺过程中还产 生生物质炭、木焦油、木醋液等副产品。1) 在热解工艺生产过程是无供氧热解技术，生产气体的品质高，可满足 国家人工煤气的要求；在所生产气体中CO含量一般小于10M，燃气热值可 达15000-17000kJ/m、标准状态)，燃气的使用具有较高的安全性；2) 木焦油、木醋液等副产物来自于燃气净化过程的分离与收集，从而有 效减少燃气中的灰分、水分及焦油等物质，使燃气灰分及焦油含量达到标准 要求(小于10mg/m3)，解决了氧化法制气中焦油含量较高，易发生管网和灶 具的堵塞现象等问题；3) 本工艺实现了生物质能的高效利用，将有机废弃物转化为可燃气、木 炭、木焦油及木醋液等高价值产品，从而具有较好的经济效益，可实现自负 盈亏及投资回收，从而具有较好的产业化推广条件。4) 热解生产过程需要外供一定的热量，本装置采用高效热风炉，实现了连续加热和连续生产。目前加热方式一般采用直燃式间歇加热方式，热效 率较低、生产成本较高，投资较高，生产能力不易扩展，在停工期间会造成 大量的能量浪费，制约着该技术向大型供气工程方向发展及产业化推广。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是为了提高生物质综合利用水平及经济效益，解决热解生产工艺的整体效率低，设备的自动化程度及可控 性差，投资及运行费用高的缺点，对现有的间歇式热解生产工艺的加热设备、 运转方式、自动化程度及附属设备进行综合改进，克服间歇式热解工艺的加 热方式效率低，热能和设备利用率低等缺点，提高热解生产的综合效益。为实现上述目的，根据本专利技术的一种生物质热解生产设备，包括生物质 热风炉，其还包括分火道及热风分配室，与该生物质热风炉连通；多个热 解反应釜该热解反应釜一般排成两排，分别排列在分火道及热风分配室两 侧；其中，每个热解反应釜中均包括加热室以及快速切断闸门；在加热室 前后分别设置有独立的进风道和排风道，加热室的一侧通过进风道与分火道 及热风分配室连通，而设置在加热室另一侧的排风道则连通到共用的排烟烟 道中；快速切断闸门分别设置在每个加热室前后的进风道和排风道中。为实现上述目的，根据本专利技术的另一个技术方案， 一种生物质热解生产 方法，其中生物质热解生产设备包括生物质热风炉，还包括分火道及热风分 配室，与该生物质热风炉连通；多个热解反应器， 一般排成两排，并分别排 列在该分火道及热风分配室两侧；由该生物质热风炉中排出的热气流经由该 分火道及热风分配室而依次进入该多个热解反应器中；该生物质热风炉可按 照预定的热解负荷反应时序依次为该多个热解反应器供热，从而实现热解生 产的间断进料、连续产气的生产过程；经在该多个热解反应器中进行热解反 应后，所生成的气体被排放到贯通的排烟烟道中并由引风机引出。本专利技术实 现了生物质热风炉与多个热解反应器的有序组合，提高了热解生产工艺的连 续性及规模化生产，提高了热利用率，降低了处理费用，节省了占地面积， 减少降低了投资基建费用。同时，运行的稳定性和可靠性也获得增提高，实 现了热解生产设备的一体化、单元化，可扩展性较强。附图说明图1是现有技术中热解生产工艺流程图 图2是本专利技术的热解生产设备结构俯视图图3是图2所示热解生产设备的热解反应器和热风分配室的局部剖面图图4是本专利技术的各热解反应器的热解负荷示意图图5是本专利技术的各热解反应器的加热室中的挡火墙的结构示意图具体实施例方式下面结合附图及实例对本专利技术做进一步的说明。本专利技术的生物质热解生产设备的结构参见图2、图3。该设备包括生物质热风炉，其还包括分火道及热风分配室7，与该生物质热风炉连通；多 个热解反应器， 一般排成两排，并分别排列在该分火道及热风分配室7两侧。该多个热解反应器的个数可以为2个或2个以上的数目， 一般不多于5个。 在本实施例中，热解反应器的形状为釜状，所以也被称为热解反应釜，其个 数为每排5个，两排共10个，第一排依次为热解反应器C1-C5，第二排依 次为热解反应器C6-C10。本专利技术可以对该生物质热风炉的燃烧过程进行半 自动控制，炉温可控范围大，最高可达120(TC。其中，该多个热解反应器中的每一个均包括加热室8;在该加热室8 前后分别设置有独立的进风道9和排风道10，每个加热室8的一侧通过该进 风道9与该分火道及热风分配室7连通，而设置在该加热室8另一侧的排风 道10则连通到共用的排烟烟道17中；以及快速切断闸门12，分别设置在每 个加热室8前后的进风道9和排风道10中，该快速切断闸门12可随时切断 每个热解反应器的供热风源，即切断经由该分火道及热风分配室7分配的由 该生物质热风炉中排出的热气流。在各加热室8的两侧、沿着与热风进入角度垂直的方向分别设置挡火墙 11，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质热解生产设备，包括生物质热风炉，其还包括：　分火道及热风分配室（７），与该生物质热风炉连通；　多个热解反应器，一般排成两排，并分别排列在该分火道及热风分配室（７）两侧；其中，每个热解反应器中均包括：　加热室（８） ，在该加热室（８）前后分别设置有独立的进风道（９）和排风道（１０），每个加热室（８）的一侧通过该进风道（９）与该分火道及热风分配室（７）连通，而设置在该加热室（８）另一侧的排风道（１０）则连通到共用的排烟烟道（１７）中；以及　快速切断 闸门（１２），分别设置在每个加热室（８）前后的进风道（９）和排风道（１０）中。

【技术特征摘要】
1.一种生物质热解生产设备，包括生物质热风炉，其还包括分火道及热风分配室(7)，与该生物质热风炉连通；多个热解反应器，一般排成两排，并分别排列在该分火道及热风分配室(7)两侧；其中，每个热解反应器中均包括加热室(8)，在该加热室(8)前后分别设置有独立的进风道(9)和排风道(10)，每个加热室(8)的一侧通过该进风道(9)与该分火道及热风分配室(7)连通，而设置在该加热室(8)另一侧的排风道(10)则连通到共用的排烟烟道(17)中；以及快速切断闸门(12)，分别设置在每个加热室(8)前后的进风道(9)和排风道(10)中。2. 根据权利要求1所述的生物质热解生产设备，其中，在各加热室(8)的两侧、沿着与热风进入角度垂直的方向分别设置挡火墙(11)，使得进入该加热室(8)的部分热气流在该加热室(8)内呈U形走向。3. 根据权利要求2所述的生物质热解生产设备，其中，该热解反应器的形状为釜状，其个数为每排n个，两排共2n个，第一排依次为热解反应器(Cl-Cn)，第二排依次为热解反应器(Cn+1-C2n)，其中n所表示的个数一般不多于5个。4. 根据权利要求1或2或3所述的生物质热解生产设备，其中，该生物质热风炉包括上料器(2)、燃烧器(1)、调速机(3)、冷风机(4)及其冷风阀、以及分别与该燃烧器(1)连接的出渣机(5)、高纯净化室(6)及处理坑(13);其中该上料器(2)经由调速机(3)与燃烧器(1)连通；由该冷风机(4)及其冷风阀与该燃烧器(1)连通；该燃烧器(1)经由该高纯净化室(6)而与该分火道及热风分配室(7)连通。5. 根据权利要求1或2或3所述的生物质热解生产设备，其中，在该排烟烟道(17)中设置有旁通补冷风管和阀，依靠引风机在该排烟烟道(17)中造成的负压补入冷空气。6. 根据权利要求1或2或3所述的生物质热解生产设备，其中，该生物质热解生产设备的主体由耐火砖(16)砌成，外层贴覆保温砖(18)保温，在该多个热解反应器之上由钢板(15)覆盖，在该分火道及热风分配室(7)上还可以架设钢架(14)用以加固。7. —种生物质热解生产方法，其中生物质热解生产设备包括生物质热风炉，还包括分火道及热风分配室(7)，与该生物质热风炉连通；多个热解反应器， 一般排成两排，并分别排列在该分火道及热风分配室(7)两侧；由该生物质热风炉中排出的热气流经由该分火道及热风分配室(7)而依次进入该多个热解反应器中；该生物质热风炉可按照预定的热解负荷反应时序依次为该多个热解反应器供热，从而实现热解生产的间断进料、连续产气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯军，魏泉源，徐冬利，
申请(专利权)人：王凯军，魏泉源，徐冬利，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]